JP2022057254A - プリント基板組立体およびプリント基板組立体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板間のはんだ接合強度が向上され、接合領域が省スペース化されたプリント基板組立体を提供する。
【解決手段】プリント基板組立体１０は、長穴１６を有する第１プリント基板１２と、長穴１６に差し込まれる差込部１８を有する第２プリント基板１４と、を備える。長穴１６の内周面には、長穴１６の長手方向に複数の第１導電領域２２が設けられ、長穴１６の内周面に向かい合う差込部１８の表面には、複数の第１導電領域２２に対応して複数の第２導電領域２４が設けられている。各第１導電領域２２が、第１プリント基板１２の厚さ方向に第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって長穴１６の内周面を被覆しており、対応する第２導電領域２４とはんだ付けされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板組立体およびプリント基板組立体の製造方法に関する。

従来、２枚の回路基板を直角に固定し互いに電気接続する基板固定構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。一方の基板には孔部が形成され、この孔部に他方の基板の脚部が挿入されて半田付けされることによって、これら２枚の基板は直角に固定される。直角に立てられた基板の両端に配置された２つの固定ホルダによって、２枚の基板間の固定が補強されている。

特開２００８－２６３０４２号公報

上記構成では、２つの固定ホルダを２枚の基板それぞれに取り付けることによって２枚の基板間の固定を補強するから、固定ホルダの設置に手間がかかる。また、固定ホルダを設けた分だけ２枚の基板の固定に要するスペースが大きくなる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、プリント基板組立体におけるプリント基板間のはんだ接合強度の向上と接合領域の省スペース化にある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のプリント基板組立体は、長穴を有する第１プリント基板と、長穴に差し込まれる差込部を有する第２プリント基板と、を備える。長穴の内周面には、長穴の長手方向に複数の第１導電領域が設けられ、長穴の内周面に向かい合う差込部の表面には、複数の第１導電領域に対応して複数の第２導電領域が設けられている。各第１導電領域が、第１プリント基板の厚さ方向に第１プリント基板の一方の表面から他方の表面にわたって長穴の内周面を被覆しており、対応する第２導電領域とはんだ付けされている。

この態様によると、第１プリント基板の長穴の内周面を被覆した各第１導電領域を、第２プリント基板の対応する第２導電領域とのはんだ付けに利用することができる。一方のプリント基板の片面または両面のみに設けられた導電領域に他方のプリント基板をはんだ付けする場合に比べて、はんだ付けの面積を基板の厚さ方向に大きくとることができ、はんだ接合強度を向上することができる。

また、仮に１つ１つのはんだ接合部がそれぞれ異なる穴に形成される場合には、プリント基板の強度を確保する観点から十分な穴ピッチをとるべきである。そのように十分な穴ピッチで配列された複数の穴からなる接合領域は、比較的広いスペースを要する。しかし、上記の態様によれば、１つの長穴の長手方向に第１導電領域と第２導電領域とのはんだ接合部が複数設けられるから、上述のような強度面からの穴ピッチの制約を受けない。そのため、より小さいスペースに接合領域を収めることが可能となる。

各第１導電領域は、対応する第２導電領域に向かい合う凹部を有し、少なくとも凹部で対応する第２導電領域とはんだ付けされていてもよい。このようにすれば、はんだ付けに伴うプリント基板の熱膨張と熱収縮によって生じうる、長穴の内周面から第１導電領域を引き剥がそうとする力の影響を緩和することができる。第１導電領域の長穴内周面への密着性が高まり、２枚の基板間の接合強度が向上される。

本発明の別の態様は、プリント基板組立体の製造方法である。この方法は、複数のスルーホールを第１プリント基板に形成する工程と、複数のスルーホールをつなぐ長穴を第１プリント基板に形成する工程と、長穴に第２プリント基板の差込部を差し込んで、第１プリント基板と第２プリント基板とをはんだ付けする工程と、を備える。各スルーホールの内周面は、第１プリント基板の厚さ方向に第１プリント基板の一方の表面から他方の表面にわたって導電材料で被覆される。長穴は、導電材料で被覆された複数の凹部が長穴の長手方向に沿って長穴の内周面に残されるように形成される。長穴の内周面に向かい合う第２プリント基板の差込部の表面には、複数の凹部に対応して複数の導電領域が設けられており、各凹部が、対応する導電領域とはんだ付けされる。

この態様によると、プリント基板間のはんだ接合強度が向上され、接合領域が省スペース化されたプリント基板組立体を提供することができる。

複数のスルーホールは、直線状に並んで形成されており、各スルーホールは、並び方向の幅よりも並び方向に垂直な方向の長さが長くてもよい。このように、複数のスルーホールがそれぞれ並び方向に垂直な方向に細長い形状を有する場合には、それぞれが並び方向に沿って細長い形状をもつ複数のスルーホールが形成される場合に比べて、複数のスルーホールをつなぐ長穴の長さを短くすることができる。よって、２枚のプリント基板の接合領域をより小さいスペースに収めることができる。

本発明によれば、プリント基板間のはんだ接合強度が向上され、接合領域が省スペース化されたプリント基板組立体を提供することができる。

実施の形態に係るプリント基板組立体を模式的に示す斜視図である。 実施の形態に係る第１プリント基板の長穴と第２プリント基板の差込部とのはんだ接合部を模式的に示す図である。 実施の形態に係る第１プリント基板の長穴と第２プリント基板の差込部とのはんだ接合部を模式的に示す図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施の形態に係るプリント基板組立体の製造方法を模式的に示す図である。 比較例１に係るプリント基板組立体を模式的に示す斜視図である。 図６（ａ）は、比較例２に係るプリント基板組立体を模式的に示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示されるプリント基板組立体のはんだ接合部を模式的に示す図である。 他の実施の形態に係る第１プリント基板の長穴と第２プリント基板の差込部とのはんだ接合部を模式的に示す図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、他の実施の形態に係るプリント基板組立体の製造方法を模式的に示す図である。 図９（ａ）から図９（ｃ）は、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４のはんだ付け前後の熱膨張と熱収縮を示す模式図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施の形態に係るプリント基板組立体１０を模式的に示す斜視図である。プリント基板組立体１０は、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４を互いにはんだ接合して電気接続したものである。図１において、第１プリント基板１２は平置きとされている。第２プリント基板１４は、第１プリント基板１２に対して角度をなして（この例では直角に）第１プリント基板１２に接合される。こうして、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４は互いに固定される。

図１に示されるように、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４の形状は例えば矩形形状であるが、これに限られない。第１プリント基板１２と第２プリント基板１４の縦横の寸法および厚さは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

プリント基板組立体１０の用途の一例においては、第１プリント基板１２は、第２プリント基板１４を制御するための制御回路基板であり、第２プリント基板１４は、受発光素子実装基板であってもよい。プリント基板組立体１０は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）等のセンサ機器に組み込まれて使用されうる。この場合、受発光素子実装基板に実装される発光素子（図示せず）は、例えば赤外パルスレーザー光源など、赤外発光素子であってもよい。受発光素子実装基板に実装される受光素子（図示せず）は、赤外光を検出可能な光センサであってもよい。赤外光は、８００～１５５０ｎｍの範囲から選択された波長を有する近赤外光であってもよい。

図１に示されるように、第１プリント基板１２は、第１プリント基板１２をその厚さ方向に貫通している長穴１６を有する。長穴１６は、その両端間の長さ（すなわち長手方向の寸法）が長穴１６の幅（短手方向の寸法）に比べて長い。長穴１６の形状は、例えば長円形状であるが、特にこれに限定されず、差込部１８を差し込むことができる限り、矩形またはその他の形状の細長い穴であってもよい。

第２プリント基板１４は、第１プリント基板１２の長穴１６に差し込まれる差込部１８を有する。差込部１８は、第２プリント基板１４の一辺に設けられている。差込部１８を長穴１６に差し込めるように、差込部１８の厚さ（第２プリント基板１４の厚さに等しい）は長穴１６の幅よりわずかに小さく、差込部１８の幅は、長穴１６の長さよりわずかに小さい。また、差込部１８の幅は、差込部１８が設けられた第２プリント基板１４の一辺の長さより短くてもよく、図１に示されるように、第２プリント基板１４は、差込部１８の両側に切欠部２０を有してもよい。なお、差込部１８の幅は、第２プリント基板１４の一辺の長さに等しくてもよく、またはそれより長くてもよい。

第１プリント基板１２の表面には、複数（この例では３つ）の第１導電領域２２が設けられている。一例として、各第１導電領域２２は、互いに同じ幅および同じ長さをもつ短冊状の形状を有する。これら第１導電領域２２は、長穴１６の長手方向に等間隔に並んでおり、それぞれが長穴１６から第１プリント基板１２の一辺に向かって平行に延びている。各第１導電領域２２は、第１プリント基板１２の表面の一部を被覆する導電材料の層（例えば銅箔）であってもよく、第１プリント基板１２上に形成された回路パターンの一部であってもよい。

また、第２プリント基板１４の差込部１８の表面には、複数（この例では３つ）の第２導電領域２４が設けられている。一例として、各第２導電領域２４は、互いに同じ幅および同じ長さをもつ短冊状の形状を有する。これら第２導電領域２４は、差込部１８の幅方向に等間隔に並んでおり、それぞれが差込部１８から第２プリント基板１４の反対側の辺に向かって平行に延びている。各第２導電領域２４は、第２プリント基板１４の表面の一部を被覆する導電材料の層（例えば銅箔）であってもよく、第２プリント基板１４上に形成された回路パターンの一部であってもよい。

図２および図３は、実施の形態に係る第１プリント基板１２の長穴１６と第２プリント基板１４の差込部１８とのはんだ接合部２６を模式的に示す図である。図２には、図１に示されるプリント基板組立体１０のＡ－Ａ断面が模式的に示され、図３には、図２のＢ－Ｂ断面の一部が模式的に示される。

上述の複数の第１導電領域２２は、第１プリント基板１２の表面だけでなく、当該表面から長穴１６の内周面に延びている。各第１導電領域２２は、第１プリント基板１２の厚さ方向（図３の上下方向）に第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって長穴１６の内周面を被覆している。図２に示されるように、長穴１６の内周面には、導電材料の無い（例えば剥離された）絶縁領域２８と第１導電領域２２が、長穴１６の長手方向に交互に並び、複数の第１導電領域２２は互いに分離されている。これは、後述する第１導電領域２２の形成方法に由来するものである。同様に、長穴１６の内周面のうち第２プリント基板１４の差込部１８に向かい合う部位だけでなく、長穴１６の両端にも追加の導電領域２３が形成されている。

また、複数の第２導電領域２４は、複数の第１導電領域２２に対応して設けられている。第２プリント基板１４の差込部１８が第１プリント基板１２の長穴１６に差し込まれたとき、対応する第１導電領域２２と第２導電領域２４が互いに向かい合うように、複数の第１導電領域２２と複数の第２導電領域２４はそれぞれ第１プリント基板１２と第２プリント基板１４に形成されている。なお、第１導電領域２２と第２導電領域２４の形状、配置、数は、上述の特定の例には限られず、様々な形態をとりうる。

第１導電領域２２は、第２プリント基板１４との電気接続のために第１プリント基板１２上に形成された電極として設けられ、第２導電領域２４は、第１プリント基板１２との電気接続のために第２プリント基板１４上に形成された電極として設けられている。各第１導電領域２２が対応する第２導電領域２４とはんだ付けされ、長穴１６の長手方向に複数のはんだ接合部２６が形成される。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施の形態に係るプリント基板組立体１０の製造方法を模式的に示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）には、図２と同様に、図１に示されるプリント基板組立体１０のＡ－Ａ断面に相当する断面が模式的に示される。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して、第１プリント基板１２への長穴１６と第１導電領域２２の形成工程を述べる。

図４（ａ）に示されるように、まず、第１プリント基板１２に長穴１６が形成される。長穴１６はスルーホールとして形成され、そのため、長穴１６の内周面全体が、第１プリント基板１２の厚さ方向に第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって導電材料３０で被覆されている。導電材料３０は例えば銅めっき層である。

次に、長穴１６の内周面から導電材料３０の一部が除去される。長穴１６の長手方向に間隔を空けて複数箇所（この例では４箇所）で、例えば切削またはその他適宜の手法で導電材料３０が長穴１６の内周面から剥離される。こうして、図４（ｂ）に示されるように、導電材料３０が無くなった部位が上述の絶縁領域２８となり、導電材料３０が残された部位が第１導電領域２２となる。この例では、導電材料３０が長穴１６の両端にも残され、導電領域２３となる。このようにして、第１プリント基板１２には、長穴１６と第１導電領域２２が形成される。

それから、図２に示されるように、長穴１６に第２プリント基板１４の差込部１８が差し込まれる。差込部１８には既に第２導電領域２４が形成されている。対応する第１導電領域２２と第２導電領域２４が互いに向かい合って配置される。向かい合う第１導電領域２２と第２導電領域２４がはんだ付けされ、長穴１６の長手方向に複数のはんだ接合部２６が形成される。こうして、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４が互いに固定されるとともに電気接続される。

図５は、比較例１に係るプリント基板組立体１１０を模式的に示す斜視図である。上述の実施の形態に係るプリント基板組立体１０と同様に、図５に示されるプリント基板組立体１１０は、互いに直角に結合された第１プリント基板１１２と第２プリント基板１１４を有する。

ただし、第１プリント基板１１２には、直線状に並ぶ複数のスルーホール１１６が形成され、各スルーホール１１６は内周面全体が導電材料層で被覆されている。各スルーホール１１６は、スルーホール１１６の並び方向に沿って細長く延びた形状を有する。言い換えれば、各スルーホール１１６は、第１プリント基板２１２に直角に立てられた第２プリント基板２１４に平行な方向に細長い形状を有する。第１プリント基板１１２の表面には複数の第１導電領域１２２が設けられ、各第１導電領域１２２は対応するスルーホール１１６の導電材料層に接続されている。

第２プリント基板１１４には、各々に第２導電領域１２４を有する複数の差込部１１８が設けられている。各差込部１１８が対応するスルーホール１１６に差し込まれ、スルーホール１１６ごとに第１導電領域２２と第２導電領域２４がはんだ付けされ、それにより第１プリント基板１１２と第２プリント基板１１４が接合される。

比較例１では、第１導電領域１２２に接続された導電材料層がスルーホール１１６の内周面全体を被覆し、これに向かい合う第２導電領域１２４とはんだ付けされる。そのため、はんだ付けされる面積を比較的大きくとることができ、これは２枚の基板間のはんだ接合強度の向上に役立つ。

第１プリント基板１１２の強度を確保する観点から、スルーホール１１６のピッチ（隣接するスルーホール１１６の並び方向の間隔）Ｐは過剰に狭くすべきではなく、隣接する第１導電領域１２２の間隔をあまり小さくすることはできない。そのため、複数のスルーホール１１６の並び方向における全長Ｌ１は長くなりがちであり、これらスルーホール１１６および差込部１１８からなる２枚の基板の接合領域は比較的広いスペースを要し、この点で比較例１は不利である。

図６（ａ）は、比較例２に係るプリント基板組立体２１０を模式的に示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示されるプリント基板組立体２１０のはんだ接合部２２６を模式的に示す図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるプリント基板組立体２１０も、互いに直角に結合された第１プリント基板２１２と第２プリント基板２１４を有する。なお図６（ｂ）には、図３と同様に、第１プリント基板２１２の厚さ方向に沿ったプリント基板組立体２１０の断面が示される。

第１プリント基板２１２には、長穴２１６が形成されているが、この長穴２１６は、単なる貫通穴であって内周面に導電材料層を有しない。また、第１プリント基板２１２の表面には複数の第１導電領域２２２が設けられ、各第１導電領域１２２は長穴２１６まで延びているが、長穴２１６の内周面には達していない。

第２プリント基板２１４は、長穴２１６に差し込まれる差込部２１８を有し、長穴２１６の内周面に向かい合う差込部２１８の表面には、複数の第１導電領域２２２に対応して複数の第２導電領域２２４が設けられている。各第１導電領域２２２が対応する第２導電領域２２４とはんだ付けされ、はんだ接合部２２６が形成される。

比較例２では、図６（ｂ）に示されるように、長穴２１６の内周面が導電材料層で被覆されていないため、この長穴２１６の内部領域をはんだ付けに利用することができない。はんだ接合部２２６は、第１プリント基板２１２の表面付近に形成されるにすぎない。そのため、比較例１に比べて、はんだ付けされる面積が小さくなり、２枚の基板間のはんだ接合強度は弱くなる。

比較例２では、単一の長穴２１６を用いるので、比較例１のように強度面からの穴ピッチの制約を受けない。図６（ａ）に示されるように、隣接する第１導電領域１２２の間隔を比較的小さくすることができ、長穴２１６の長手方向の全長Ｌ２を短くすることができる。この長穴２１６の全長Ｌ２は、比較例１の複数のスルーホール１１６の全長Ｌ１より短い。比較例２では、２枚の基板の接合領域をコンパクトにすることができる。

これに対して、実施の形態に係るプリント基板組立体１０は、比較例１と比較例２の有利な点を併せ持ち、２枚のプリント基板間のはんだ接合強度を向上し、接合領域を省スペース化することができる。

つまり、第１プリント基板１２の各第１導電領域２２が第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって長穴１６の内周面を被覆しているので、各第１導電領域２２と対応する第２導電領域２４とのはんだ接合部２６の面積を基板の厚さ方向に大きくすることができる。比較例２のように第１プリント基板２１２の片面または両面のみに設けられた第１導電領域２２２に第２プリント基板２１４をはんだ付けする場合に比べて、はんだ接合強度を向上することができる。

また、１つの長穴１６の長手方向に第１導電領域２２と第２導電領域２４のはんだ接合部２６が複数設けられるから、比較例１のように複数の穴を並べて形成する場合に考慮すべき強度上の穴ピッチの制約を受けない。そのため、より小さいスペースに接合領域を収めることが可能となる。

プリント基板組立体１０のはんだ付けの構成は、他の形態もありうる。その一例を図７を参照して以下に述べる。

図７は、他の実施の形態に係る第１プリント基板１２の長穴１６と第２プリント基板１４の差込部１８とのはんだ接合部２６を模式的に示す図である。この実施の形態に係るプリント基板組立体１０は、図１から図３を参照して上述した実施の形態とは第１プリント基板１２の長穴１６と第１導電領域２２に関して異なるが、その他の構成は基本的に同様である。図７には図２と同様に、第１プリント基板１２の平面に沿った断面が模式的に示される。

長穴１６の内周面には、長穴１６の長手方向に複数の第１導電領域２２が設けられ、長穴１６の内周面に向かい合う第２プリント基板１４の差込部１８の表面には、複数の第１導電領域２２に対応して複数の第２導電領域２４が設けられている。各第１導電領域２２が、第１プリント基板１２の厚さ方向に第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって長穴１６の内周面を被覆している。長穴１６の内周面には、第１導電領域２２と絶縁領域２８としての平坦部とが、長穴１６の長手方向に交互に並び、複数の第１導電領域２２は互いに分離されている。

各第１導電領域２２は、対応する第２導電領域２４に向かい合う凹部３２を有し、少なくともこの凹部３２で対応する第２導電領域２４とはんだ付けされている。こうして、長穴１６の長手方向に複数のはんだ接合部２６が形成される。各凹部３２は、この例では、第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面へと達する円筒面状の形状を有するが、これに限定されず、その他適宜の凹部形状をとりうる。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、他の実施の形態に係るプリント基板組立体１０の製造方法を模式的に示す図である。図８（ａ）および図８（ｂ）を参照して、第１プリント基板１２への長穴１６と第１導電領域２２の形成工程を述べる。

図８（ａ）に示されるように、まず、第１プリント基板１２に複数のスルーホール３４が形成される。複数のスルーホール３４は、直線状に並んで形成されており、各スルーホール３４は、並び方向の幅Ｅよりも並び方向に垂直な方向の長さＤが長くなっている。言い換えれば、各スルーホール３４は、第１プリント基板１２に直角に立てられた第２プリント基板１４に対し垂直な方向に細長く延びた形状を有する。各スルーホール３４の内周面は、第１プリント基板１２の厚さ方向に第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって導電材料３０で被覆されている。

次に、図８（ｂ）に示されるように、複数のスルーホール３４をつなぐ長穴１６が第１プリント基板１２に形成される。長穴１６は、導電材料３０で被覆された複数の凹部３２が長穴１６の長手方向に沿って長穴１６の内周面に残されるように形成される。各凹部３２に残された導電材料３０が、第１導電領域２２となる。長穴１６は単なる貫通穴であり、そのため、隣接する凹部３２をつなぐ長穴１６の部分は導電材料３０で被覆されずに絶縁材料が露出され、絶縁領域２８となる。

それから、図７に示されるように、長穴１６に第２プリント基板１４の差込部１８が差し込まれる。長穴１６の内周面に向かい合う第２プリント基板１４の差込部１８の表面には、複数の凹部３２に対応して複数の第２導電領域２４が設けられている。向かい合う第１導電領域２２と第２導電領域２４が凹部３２ではんだ付けされ、長穴１６の長手方向に複数のはんだ接合部２６が形成される。こうして、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４が互いに固定されるとともに電気接続される。

この実施の形態に係るプリント基板組立体１０も、図１から図３を参照して上述した実施の形態と同様に、第１プリント基板１２の各第１導電領域２２が第１プリント基板１２の一方の表面から他方の表面にわたって長穴１６の内周面を被覆しているので、はんだ付けの面積を基板の厚さ方向に大きくとることができ、はんだ接合強度を向上することができる。

加えて、図９を参照して後述するように、各第１導電領域２２が凹部３２を有し、第２導電領域２４と凹部３２ではんだ付けされることにより、はんだ付けに伴うプリント基板の熱膨張と熱収縮によって生じうる、第１導電領域２２を長穴１６の内周面から引き剥がそうとする力の影響を緩和することができる。このことも、２枚のプリント基板間のはんだ接合強度の向上に役立つ。

また、複数のスルーホール３４がそれぞれ並び方向に垂直な方向に細長い形状を有するので、スルーホール３４のピッチＰが図５に示される比較例１のスルーホール１１６のピッチＰと同じであったとしても、長穴１６の長手方向の全長Ｌ３を短くすることができる。この長穴１６の全長Ｌ３は、比較例１の複数のスルーホール１１６の全長Ｌ１より短い。よって、実施の形態によると、２枚の基板の接合領域をコンパクトにすることができる。

図９（ａ）から図９（ｃ）は、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４のはんだ付け前後の熱膨張と熱収縮を示す模式図である。図９（ａ）には、第１プリント基板１２に第２プリント基板１４が差し込まれ、これら２枚のプリント基板がはんだ付けされる前の状態が示される。

図９（ｂ）には、２枚のプリント基板のはんだ付け時の様子が示される。このとき、溶融したはんだ３６によって第１プリント基板１２と第２プリント基板１４それぞれが加熱される。これらプリント基板の熱膨張率は典型的に、基板の面内方向の熱膨張率の値に比べて基板の厚さ方向の熱膨張率の値のほうが大きい。はんだ３６による温度上昇を考慮すると、基板の厚さ方向に生じるプリント基板の熱膨張の大きさは、基板の面内方向に生じるものと比べて、数十倍（例えば約２０倍）大きくなり得る。そのため、図９（ｂ）で矢印４０により模式的に示すように、第２プリント基板１４の（厚さ方向の）熱膨張の大きさが第１プリント基板１２の（面内方向の）熱膨張の大きさよりもかなり大きくなる。

図９（ｃ）には、２枚のプリント基板のはんだ付け終了後の冷却過程が示される。冷却により第１プリント基板１２と第２プリント基板１４それぞれに熱収縮が生じる。この熱収縮の大きさは、上述の熱膨張の大きさに応じたものとなるから、矢印４２により模式的に示すように、第２プリント基板１４の熱収縮の大きさが第１プリント基板１２の熱収縮の大きさよりもかなり大きくなる。

はんだ接合部２６は既に固体となっているから、これらの熱収縮によって生じる熱応力は、第１プリント基板１２の長穴１６の内周面から第１導電領域２２を引き剥がそうとする力として、または、第２プリント基板１４の表面から第２導電領域２４を引き剥がそうとする力として働くことになる。典型的に、プリント基板のスルーホールでの導電材料層（例えば銅箔）の密着強度は、同じプリント基板の表面での導電材料層の密着強度に比べて弱い。したがって、はんだ付けの結果生じる熱応力によって、長穴１６から第１導電領域２２が剥離してしまうかもしれない。とりわけ、第１導電領域２２が平坦である場合には、熱応力が密着面に直交する方向に働くので、剥離のリスクが高まると考えられる。

これに対して、図７に示される実施の形態では、第１導電領域２２が第２導電領域２４と凹部３２ではんだ付けされている。凹部３２の形状により、第１導電領域２２と第１プリント基板１２との密着面は場所により様々な方向を向いている。その結果、密着面の一部では熱応力が密着面に直交する方向に働くものの、密着面の他の部位では熱応力が密着面に平行な方向に働きうる。このように熱応力がせん断方向に働く場合、剥離に抗する力として、第１導電領域２２と第１プリント基板１２との間に働く静摩擦力を利用することができ、剥離への耐力が増す。また、凹部３２ではんだ付けされることにより、いわゆるアンカー効果による密着性の向上も期待される。

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、実施の形態及び変形例を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられた実施の形態や変形例、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態や変形例も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態や変形例、及び上述した実施の形態や変形例と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、変形例及びさらなる変形それぞれの効果をあわせもつ。

上述の実施の形態では、第１プリント基板１２と第２プリント基板１４が直角に接合されているが、２枚のプリント基板がなす角度はこれに限られない。第１プリント基板１２と第２プリント基板１４が所望の角度をなすようにして第１プリント基板１２の長穴１６に第２プリント基板１４の差込部１８を差し込み、これら２枚のプリント基板をはんだ付けすることも可能である。所望の角度は、例えば４５度以上、９０度以下であってもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１０ プリント基板組立体、 １２ 第１プリント基板、 １４ 第２プリント基板、 １６ 長穴、 １８ 差込部、 ２２ 第１導電領域、 ２４ 第２導電領域、 ３０ 導電材料、 ３２ 凹部。

Claims (4)

1. 長穴を有する第１プリント基板と、
   前記長穴に差し込まれる差込部を有する第２プリント基板と、を備え、
   前記長穴の内周面には、前記長穴の長手方向に複数の第１導電領域が設けられ、前記長穴の内周面に向かい合う前記差込部の表面には、前記複数の第１導電領域に対応して複数の第２導電領域が設けられ、
   各第１導電領域が、前記第１プリント基板の厚さ方向に前記第１プリント基板の一方の表面から他方の表面にわたって前記長穴の内周面を被覆しており、対応する第２導電領域とはんだ付けされていることを特徴とするプリント基板組立体。
2. 各第１導電領域は、前記対応する第２導電領域に向かい合う凹部を有し、少なくとも前記凹部で前記対応する第２導電領域とはんだ付けされていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板組立体。
3. プリント基板組立体の製造方法であって、
   複数のスルーホールを第１プリント基板に形成する工程と、
   前記複数のスルーホールをつなぐ長穴を前記第１プリント基板に形成する工程と、
   前記長穴に第２プリント基板の差込部を差し込んで、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板とをはんだ付けする工程と、を備え、
   各スルーホールの内周面は、前記第１プリント基板の厚さ方向に前記第１プリント基板の一方の表面から他方の表面にわたって導電材料で被覆され、
   前記長穴は、前記導電材料で被覆された複数の凹部が前記長穴の長手方向に沿って前記長穴の内周面に残されるように形成され、
   前記長穴の内周面に向かい合う前記第２プリント基板の差込部の表面には、前記複数の凹部に対応して複数の導電領域が設けられており、各凹部が、対応する導電領域とはんだ付けされることを特徴とする方法。
4. 前記複数のスルーホールは、直線状に並んで形成されており、各スルーホールは、並び方向の幅よりも並び方向に垂直な方向の長さが長いことを特徴とする請求項３に記載の方法。

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